Question

【題目】物質(zhì)X本身不影響細胞的生長，但具有對抗生長激素對細胞生長的影響。為驗證物 質(zhì)X的作用，請根據(jù)以下提供的實驗材料與用具，提出實驗思路，預(yù)測實驗結(jié)果并進行分析。

材料與用具:小鼠肝細胞懸液、動物細胞培養(yǎng)液、生長激素、物質(zhì)X、胰蛋白酶、C02培養(yǎng)箱、培養(yǎng)瓶若干、血細胞計數(shù)板、顯微鏡等。

（要求與說明：細胞計數(shù)的具體操作過程不作要求；答題時不考慮加入生長激素和物質(zhì)X后的體積變化等誤差。提供的細胞均具有分裂能力，只進行原代培養(yǎng)且培養(yǎng)條件適宜。）

請回答:

（1）實驗思路：

（2）預(yù)測實驗結(jié)果（用坐標系和細胞數(shù)變化曲線示意圖表示）

（3）分析與討論：

①生長激素具有促進蛋白質(zhì)的合成，還能通過促進__________刺激細胞的生長。

②根據(jù)物質(zhì)X具有對抗生長激素的特性，生長激素分泌過多的幼年個體，可通過注射適量的物質(zhì)X預(yù)防______________________________（填某種病癥）。

Answer 1

【答案】 ①取培養(yǎng)瓶若干個，隨機均分為四組，編號ABCD，向四組每個培養(yǎng)瓶中加入適量等量的動物細胞培養(yǎng)液和小鼠肝細胞懸液，每組設(shè)置若干個重復(fù)樣品

②各取其中的幾個樣品，搖勻，在顯微鏡下用血細胞計數(shù)板分別計數(shù)，并記錄細胞數(shù)

③向A組每個培養(yǎng)瓶中加入X，B組每個培養(yǎng)瓶中加入生長激素，C組每個培養(yǎng)瓶中加入生長激素和X，D組不作處理

④將各組樣品放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段合適的時間后，各取其中的幾個樣品，加入胰蛋白酶，搖勻，在顯微鏡下用血細胞計數(shù)板分別計數(shù)并記錄細胞數(shù)

⑤每隔一段時間重復(fù)④

⑥對所得的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析 細胞增大和數(shù)量增多 巨人癥

【解析】本題借助于動物細胞培養(yǎng)技術(shù)驗證物質(zhì)X的作用，要求考生把握動物細胞培養(yǎng)的操作程序，能利用所學(xué)知識設(shè)計實驗，根據(jù)對照實驗設(shè)計的單一變量原則和對照原則，驗證物質(zhì)X的作用；能根據(jù)驗證性實驗的特點預(yù)測實驗結(jié)果并以合適的方式呈現(xiàn)實驗結(jié)果；此題難度較大，對使用學(xué)科語言準確表述生物學(xué)實驗思路要求較高。

（1）實驗思路：根據(jù)題意可知，本實驗的目的是驗證物質(zhì)X本身不影響細胞的生長，但具有對抗生長激素對細胞生長的影響作用，因此實驗的自變量是細胞培養(yǎng)液中添加的物質(zhì)種類，因變量為培養(yǎng)液中細胞數(shù)目變化；對照實驗的設(shè)計應(yīng)遵循單一變量原則和對照原則，結(jié)合題意和題給材料與試劑，可選擇正常培養(yǎng)的細胞為空白對照組，正常培養(yǎng)的培養(yǎng)液中添加生長激素的為實驗組1，正常培養(yǎng)的培養(yǎng)液中添加物質(zhì)X的為實驗組2，正常培養(yǎng)的培養(yǎng)液中添加生長激素和物質(zhì)X的為實驗組3，并將各組細胞放在相同且適宜的條件下培養(yǎng)，定時檢測各組培養(yǎng)液中細胞數(shù)量并記錄，具體實驗思路可安排如下：

①取培養(yǎng)瓶若干個，隨機均分為四組，編號ABCD，向四組每個培養(yǎng)瓶中加入適量等量的動物細胞培養(yǎng)液和小鼠肝細胞懸液，每組設(shè)置若干個重復(fù)樣品

②各取其中的幾個樣品，搖勻，在顯微鏡下用血細胞計數(shù)板分別計數(shù)，并記錄細胞數(shù)

③向A組每個培養(yǎng)瓶中加入X，B組每個培養(yǎng)瓶中加入生長激素，C組每個培養(yǎng)瓶中加入生長激素和X，D組不作處理

④將各組樣品放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段合適的時間后，各取其中的幾個樣品，加入胰蛋白酶，搖勻，在顯微鏡下用血細胞計數(shù)板分別計數(shù)并記錄細胞數(shù)

⑤每隔一段時間重復(fù)④

⑥對所得的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析

（2）預(yù)測實驗結(jié)果：驗證實驗的結(jié)果和結(jié)論是唯一的，即支持實驗假設(shè)，對本實驗來說，即實驗結(jié)果應(yīng)支持“物質(zhì)X本身不影響細胞的生長，但具有對抗生長激素對細胞生長的影響作用”這一結(jié)論，因此，根據(jù)上述實驗思路，可用下圖坐標系和細胞數(shù)變化曲線示意圖表示實驗結(jié)果：

（3）分析與討論：

①生長激素具有促進蛋白質(zhì)的合成，還能通過促進細胞增大和數(shù)量增多刺激細胞的生長。

②根據(jù)物質(zhì)X具有對抗生長激素的特性，因此對生長激素分泌過多的幼年個體，可通過注射適量的物質(zhì)X預(yù)防巨人癥。